Основные понятия и определения. Структурный анализ механизмов презентация

ассистент каф. 202
Светличный Сергей Петрович
ауд. 246 м.к

(раздел науки), которая изучает строение (структуру), кинематику и динамику механизмов в связи с их анализом и синтезом.
Цель ТММ – анализ и синтез типовых механизмов и их систем.
Анализ – процесс разделения механизма/машины на отдельные элементы и изучение свойств и поведения отдельных элементов.
Синтез – проектирование механизмов/машин с заданными структурными, кинематическими и динамическими свойствами для осуществления требуемых движений.
Задачи ТММ – разработка общих методов исследования структуры, геометрии, кинематики и динамики типовых механизмов и их систем.

различном функциональном назначении широкое применение в машинах, для которых разработаны типовые методы и алгоритмы синтеза и анализа.

энергии, материалов и информации с целью замены или облегчения физического и умственного труда человека.

Машинным агрегатом называется техническая система, состоящая из одной или нескольких соединенных последовательно или параллельно машин и предназначенная для выполнения каких-либо требуемых функций.

Механизмом называется система тел, предназначенная для преобразования одного вида движения в другое или для совершения определенного вида движения.

вида.
Двигатели – машины, преобразующие любой вид энергии в механическую (например, электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания и т.д.).

другого вида (электрогенератор, бензогенератор, газогенератор и т. д.).

по перемещению и преобразованию материалов.
Транспортные машины – машины, использующие механическую энергию для изменения положения объекта (его координат).

свойств, размеров и состояния объекта.

исследуемого объекта.

управления рабочей или энергетической машиной.

способны изменять программу своих действий в зависимости от состояния окружающей среды (т.е. машины обладающие элементами искусственного интеллекта).

и т.д.)

По конструктивным признакам:
- Рычажные;
- зубчатые;
- кулачковые;
- фрикционные;
- винтовые и т.д.

которыми отсутствует относительное движение.

Жесткое звено

Гибкое звено

Упругое звено

кисть и предплечье, дверь и дверная коробка.

Звенья, соединенные кинематическими парами, образуют кинематическую цепь.

Исходя из этого, механизм – это кинематическая цепь с одним неподвижным звеном, в которой при заданном движении одного или нескольких звеньев его подвижные звенья совершают определенное движение. Таким образом, любой механизм – кинематическая цепь, но не любая цепь – механизм. Механизм должен совершать наперед заданное закономерное движение, вытекающее из задач, для которых создан механизм.

сообщается заданное движение и соответствующие силовые факторы (силы или моменты).

Выходные звенья - те, на которых получают требуемое движение и силы.

звена 1 преобразует в возвратно – поступательное движение выходного звена 3 .

1 – кривошип; 2 – шатун; 3 - ползун

а) центральный КПМ

б) дезаксиальный или
внеосный КПМ

е - дезаксиал

поступательной кинематической пары.

Кривошипом называют звено рычажного механизма, способное совершать полный оборот.

Шатун – звено рычажного механизма, совершающее сложное, плоско-параллельное движение.

вида вращательного движения в другое.

В механизме, показанном на рис.1.6,а, выходное звено 3 совершает качательное движение. Такой механизм называют кривошипно-коромысловым.
В зависимости от соотношения линейных размеров звеньев механизм может быть двухкривошипным (б) когда звенья 1 и 3 могут совершают полный оборот, или двухкоромысловым (в), если звенья 1 и 3 совершают только качательные движения. Частным случаем двухкривошипного шарнирного четырёхзвенника является шарнирный параллелограмм (г), в котором законы движения входного (1) и выходного (3) звеньев полностью совпадают.

5-го класса и совершающее возвратно-вращательное
Движение относительно оси неподвижного шарнира.

движения кулисы 3: во вращательное (а), в возвратно-вращательное (б) или в возвратно-поступательное (в).

Кулисой называют подвижное звено 3, выполняющее роль направляющей для ползуна 2, называемого кулисным камнем и совершающего относительно кулисы поступательное движение.

в авиационных, широко используется разновидность кулисного механизма, в котором функции кулисы и камня выполняют гидроцилиндр 3 и поршень 2.

Если на детали не накладывать связи, то каждая из них будет обладать шестью степенями свободы, т.е., в общем случае, может совершать шесть видов независимых движений(три поступательных и три вращательных).

Кинематические пары делят на классы в зависимости от числа условий связи. Всего классов 5. Обозначаются римскими цифрами. Класс можно определить по формуле:

где Н – число степеней свободы,

Геометрическое замыкание – это
такой вид замыкания, при котором
контакт между звеньями обеспечивается
за счет геометрии звеньев.


Силовое замыкание это такой вид
замыкания, при котором контакт между
звеньями обеспечивается за счет сил
тяжести или упругости.

высших кинематических парах (ВКП) – по линии или в точке.

одной и той же плоскости или в параллельных плоскостях, то кинематическая цепь называется плоской.


В пространственных КЦ точки звеньев описывают пространственные кривые или плоские кривые, расположенные в непараллельных плоскостях.

более двух КП.

В сложной КЦ есть одно или несколько звеньев, участвующих в образовании трёх и более КП.

К открытым относят КЦ, в которых есть звенья, участвующие в образовании лишь одной КП.

В замкнутых КЦ каждое из звеньев входит в состав не менее двух КП.

наивысшим классом замкнутого контура в её структурной схеме. Под замкнутым контуром понимается некоторый многоугольник, сторонами которого являются одно или несколько звеньев, а в его вершинах расположены кинематические пары 5-го класса (вращательные или поступательные).
Класс контура определяется количеством кинематических пар в вершинах замкнутого контура.

обнаружить несколько замкнутых контуров различного класса, но содержащих одни и те же звенья. Класс таких КЦ определяется не количеством КП, а количеством звеньев, входящих в состав замкнутого контура.

Вид кинематической цепи.
КЦ первого вида – это такие КЦ, в состав которых входят только вращательные КП 5-го класса.

КЦ второго вида – кинематические цепи, содержащие хотя бы одну поступательную КП 5-го класса.

структуры кинематической цепи в символьной форме, содержащая полную информацию о её составе, классе, виде и порядке.

В структурной формуле строения класс КЦ указывается римской цифрой с нижним числовым индексом, соответствующим виду КЦ, после чего в круглых скобках перечисляются (через тире) номера звеньев, входящих в состав данной КЦ. Номера тех звеньев КЦ, которые участвуют в образовании её внешних КП, в формуле строения снабжают снизу вертикальными рисками, общее число которых соответствует порядку кинематической цепи. Т.е. количество внешних связей КЦ определяет ее порядок.